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薄膜铂热电阻元件的应用及发展
作者:广州德力权仪表有限公司谭贵权谭文佳
摘要:介绍国外在薄膜铂热电阻元件发展和应用状况的基础上,提出我过该国该产品发展方向。
关键词:元件测温发展方向
0 引言
研究国外先进国家企业产品的发展历史,找出差距,对我国企业发展自己的产品有非常重要的作用。笔者与德国同行企业接触多年,几经考察,发现德国同行与我国同行企业之间存在着两个方面的明显不同。
①发展领域的专一性
众多的德国企业,从发展起步阶段至今,一直都在从事专一领域的产品生产,并没有走多元化发展的道路。例如:德国Heraeus 传感技术有限公司,从1851 年至今,经历了100 多年的历史,仍然在生产铂热电阻元件这类产品,而且随着薄膜铂热电阻元件的推广应用,其年产量已突破4,000 万支,并以年增长超过40%的速度发展;德国Isabellehutte 公司,从1882 年起研制生产热电偶丝材与电发热丝材,至今超过100 年的历史,目前仍在此领域发展。我们无意反对企业的多元化发展,只是通过这些例子,说明专一领域发展的可持续性。
②产品研发投入大量的人力、物力与财力
几乎每个被考察过的德国企业,均拥有自己的研发中心,即使是已使用了上百年的热电偶丝材,Isabellehutte 也建有自己的标准实验室,用以分析热电偶丝材的成份变化对其性能的影响,不断优化丝材的成份组合,因此,Isabellehutte 公司的检定结果,被德国国家标准局(GCA)认可;德国Heraeus 公司的研发中心更是颇具规模,拥有最先进的各类相关检测设备与分析设备,对各个工艺及材料的分析细致入微,对市场反馈的信息处理及时,并按年销售额的15%投入研发经费,使该企业的研发能紧跟市场发展的需要。反观国内同行的企业,在研发方面就相对落后得多。正是由于发展领域的专一使这些德国企业的研发有了明确的目标,反过来,不断研发出的成果又促进了专一领域的更深层次的发展,这,也许正是这些德国企业长盛不衰的原因。薄膜铂热电阻元件的发展也印证了这两方面的经验.
1 薄膜铂热电阻元件的发展现状
铂热电阻的发展,在很大程度上取决于其核心部件——铂热电阻元件的发展。从传统的云母铂热电阻元件、陶瓷铂热电阻元件、玻璃铂热电阻元件到近年来出现的厚膜铂热电阻元件和薄膜铂热电阻元件,铂热电阻元件的发展方向已转移到膜式结构的产品上,尤其是薄膜铂热电阻元件。
从1974 年引入薄膜技术研发薄膜铂热电阻元件,成功解决铂热电阻元件的成本及应用问题起,至今已有30 多年的历史,随着照相平板印刷技术的日益发展,薄膜铂热电阻元件近几年的发展突飞猛进。据不完全统计,薄膜铂热电阻元件的生产大国——德国,年产薄膜铂热电阻元件的数量已突破6,000 万支。
近几年,薄膜铂热电阻元件在欧美市场的需求量迅猛增长,美国市场从 2003 年起,年需求量增长均超过60%,德国年需求量超过40%,英国年需求量超过32%,法国、丹麦、韩国、日本、巴西等国的年需求量均超过25%。中国市场的年销售量已突破200 万支。
薄膜铂热电阻元件以其鲜明的优点,已成为铂热电阻元件的主体,其鲜明的优点体现如下:
①体积细小目前最小尺寸的薄膜铂热电阻元件,其宽度为3μm,,;
② 的条件下,水流速V= ,空气流速V=1m/s 时仅为4s;
③一致性好自动化的生产和检测线,使元件具有良好的一致性;
④机械性能好抗震、抗振动等机械性能明显优于绕丝类铂热电阻元件;
⑤精度高除常规的 B 级、A 级外,还可提供1/3B 级及1/10B 级精度的元件;
⑥测温范围宽从-196℃到1000℃的薄膜铂热电阻元件已经出现并投入应用,最高温度达到1250℃的产品已在研发,不久将可面市;
⑦结构多样化从传统的带引线结构,到无引线的SMD 产品以及适应于各种特殊领域的特殊结构的产品已经面市;
⑧长期稳定性好在元件的极限温度工作超过1000 小时后,其电阻值的变化<%;
⑨标称阻值多从 到Pt10k 的产品均已投入市场;
⑩价格便宜由于元件用铂量大幅度减少并采用自动化生产,使得薄膜铂热电阻元件的价格逐步走低,A 级精度的元件价格将低于10 元/支;
○11 易于加工装配适合于各种焊接方式的引线材质和结构的多样化为使用者提供了多种的选择。
随着薄膜铂热电阻元件的普及应用,传统的铂热电阻元件,诸如云母元件、陶瓷元件、玻璃元件和厚膜铂热电阻的使用量,逐步减少,在欧美等发达国家,这些元件已经或正逐步被淘汰出市场。
2 膜铂热电阻元件的应用领域
近几年,薄膜铂热电阻元件在欧美市场的应用日益广泛,新的应用领域不断被发现,并呈现出方兴